如图16-3-4所示,甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上-查字典问答网
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来自蔡玉华的问题

  如图16-3-4所示,甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏.甲和他的冰车的质量共为M=30kg,乙和它的冰车总质量也是30kg,游戏时,甲推着一个质量为m=15kg的箱子,和他一起以

  如图16-3-4所示,甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏.甲和他的冰车的质量共为M=30kg,乙和它的冰车总质量也是30kg,游戏时,甲推着一个质量为m=15kg的箱子,和他一起以大小为v0=2.0m/s的速度滑行,乙以同样大小的速度迎面滑来.为了避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推给乙,箱子滑到乙处时乙迅速把它抓住.若不计冰面的摩擦力.求甲至少要以多大的速度(相对于地面)将箱子推出,才能避免与乙相撞.

  图16-3-4

1回答
2020-04-03 12:44
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刘自荣

  解析:如图16-3-4,在甲推出箱子的过程中,甲和箱子组成的系统动量守恒.乙接到箱子并和乙一起运动的过程中,乙和箱子组成的系统动量也是守恒的.分别选甲、箱子为研究对象,箱子、乙为研究对象求解.要想刚好避免相撞,要求乙抓住箱子后与甲的速度正好相等.

  设甲推出箱子后的速度为v1,箱子的速度为v,乙抓住箱子后的速度为v2.

  对甲和箱子,推箱子前后动量守恒,以初速度方向为正,由动量守恒定律:

  (M+m)v0=mv+Mv1①

  对乙和箱子,抓住箱子前后动量守恒,以箱子初速方向为正,由动量守恒定律有:

  mv-Mv0=(m+M)v2②

  刚好不相撞的条件是:v1=v③

  联立①②③解得:v=5.2m/s,方向与甲和箱子初速一致.

2020-04-03 12:47:50

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